汽車安全性是設(shè)計師面臨的一大挑戰(zhàn)，尤其是在今天，消費(fèi)者對安全的定義不僅是車輛本身的安全可靠性，還體現(xiàn)在了那些能通過電子控制技術(shù)提供更多安全保障的輔助駕駛系統(tǒng)，這種需求的擴(kuò)張帶動了市場對一些傳感IC的需求逐漸膨脹。

往日一些曾經(jīng)作為豪華車高端配置的術(shù)語名詞已經(jīng)逐漸普及到中級車市場，如電子穩(wěn)定控制(ESC)、電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)、剎車防抱死系統(tǒng)(ABS)、加速防滑控制系統(tǒng)(ASR)、輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)(TPMS)、雷達(dá)測距等等，而在這些術(shù)語的背后，則隱藏著花樣繁多的傳感器技術(shù)。

慣性傳感器

慣性傳感器包括加速度傳感器及陀螺儀等，主要用于安全氣囊監(jiān)測、翻轉(zhuǎn)監(jiān)測、ESC、GPS導(dǎo)航、防翻滾系統(tǒng)等。而MEMS技術(shù)的發(fā)展，更是使得慣性傳感器更有效的用于包括汽車電子在內(nèi)的多種電子產(chǎn)品中。例如，ESC系統(tǒng)就是MEMS慣性傳感器市場最主要的增長推動力。在歐美一些國家，ESC系統(tǒng)已經(jīng)成為車輛的標(biāo)準(zhǔn)部件，并且自2012年式開始，美國和歐盟要求銷售的乘用車必須配備ESC。這一強(qiáng)制措施必將增加汽車市場對加速計和陀螺儀的需求量。

時下，在一輛功能齊全的汽車中會用到很多慣性傳感器。在某些情況下，會用到多達(dá)15個軸的慣性傳感器(加速度計和陀螺儀)。由于只有6個可能的機(jī)械自由度，顯然這些傳感器中有很多個是多余的?！霸斐蛇@種情況的原因是，長久以來客戶的每個系統(tǒng)都是從不同供應(yīng)商那里購買的。但今天，慣性傳感器組的概念將它們的信息發(fā)送給任何有需要的系統(tǒng)，成為許多汽車OEM的目標(biāo)。”ADI公司大中華區(qū)汽車電子商務(wù)經(jīng)理李防震表示。

除了當(dāng)今許多汽車中使用的正面和側(cè)面碰撞安全氣囊，側(cè)翻檢測系統(tǒng)目前也在貨車、皮卡以及SUV中普及開來，因為這些車輛發(fā)生側(cè)翻的可能性更高。“ADI公司的iMEMS加速度計和陀螺儀可用于這些應(yīng)用。在側(cè)翻事件中，部署側(cè)翻安全氣囊能保護(hù)乘客安全。側(cè)翻檢測系統(tǒng)通過讀取車輛的翻滾角度和翻滾速度來確定汽車是否處于側(cè)翻的過程。如果確定發(fā)生側(cè)翻，側(cè)翻安全氣囊將彈出以便保護(hù)乘客。”李防震指出。

對于使用加速度計的側(cè)翻檢測系統(tǒng)來說，最重要的性能參數(shù)是零g偏置和靈敏度穩(wěn)定性。一般來說，假設(shè)可得到的最低減速度力(如在濕滑路面上)約為100mg(0.98m/s2)。因此，在汽車溫度范圍內(nèi)零g偏移和靈敏度偏差的組合值一定不能超過100mg。李防震介紹道，ADI公司的ADXLiMEMS加速計在汽車溫度變化范圍內(nèi)具有16mg的零g偏移穩(wěn)定性和0.3%的靈敏度漂移，是這類應(yīng)用的理想之選。

高精度傾角測量功能是高度自動調(diào)節(jié)大燈、電子駐車制動器和坡路起步輔助(HSA)系統(tǒng)不可或缺的功能。意法半導(dǎo)體提供的AIS226DS是一款雙軸共面加速器，測量精度高于兩個獨立傳感器解決方案。該器件的最大量程為±6g，能可靠地分辨小于0.02度的細(xì)微傾角。此外，該公司前不久還推出了全系列單軸(偏航)和雙軸(俯仰和滾轉(zhuǎn)，俯仰和偏航)MEMS陀螺儀，提供的量程范圍從30dps一直到6,000dps。

高深寬比制造工藝的發(fā)展提升了MEMS傳感器的性能。飛思卡爾的MMA6222EG、MMA6255EG和MMA621010EG慣性傳感器就基于高深寬比MEMS技術(shù)，該加速計的先進(jìn)轉(zhuǎn)換器設(shè)計增強(qiáng)了傳感器偏移性能和超阻尼反應(yīng)，從而有助于提高系統(tǒng)的可靠性以及對高頻率、高振幅寄生震蕩的抵抗力。

這些器件能夠幫助識別可能引發(fā)虛假彈出的安全氣囊系統(tǒng)狀況，諸如“砰”地一聲關(guān)上車門，或者在汽車組裝時的大幅震動。在汽車四周，安全氣囊分布式傳感系統(tǒng)包含兩個ECU主慣性傳感器和最多7個衛(wèi)星傳感器模塊，感應(yīng)前部以及側(cè)向撞擊。

強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合也是該應(yīng)用領(lǐng)域的一大特色，比如擅長MEMS加速度計和陀螺儀的ADI就與擁有完整安全氣囊系統(tǒng)專用元器件的英飛凌聯(lián)手打造汽車安全氣囊系統(tǒng)，從而加快高級安全氣囊系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)度，并向汽車安全系統(tǒng)供應(yīng)商和OEM提供完整的設(shè)計平臺，以實現(xiàn)可靠、極具成本效益和簡單易用的高級安全氣囊解決方案。

隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以MEMS技術(shù)為基礎(chǔ)的微型化、多功能化、集成化、且智能化的傳感器將逐步取代傳統(tǒng)的傳感器，成為汽車傳感器的主流。此外，“因為MEMS傳感器在汽車應(yīng)用中承擔(dān)著‘關(guān)鍵任務(wù)’，汽車客戶有一些獨特或特殊的需求，其中包括：非常嚴(yán)格的質(zhì)量控制、環(huán)境友好、高可靠性(用戶比較喜歡采用一些老的技術(shù)，因為這些老的技術(shù)久經(jīng)驗證)、準(zhǔn)時交貨?！崩罘勒鹜嘎?。

它車用傳感器

TPMS是中國市場炒的比較火的一個概念，但迄今為止全球只有美國是強(qiáng)制實施TPMS法規(guī)的國家。自2007年9月后所有在美國銷售的最大設(shè)計總質(zhì)量不超過4536kg的四輪乘用車和商用車都必須安裝TPMS。雖然TPMS在中國的呼聲已經(jīng)很久了，可是標(biāo)準(zhǔn)卻一推再推，目前的應(yīng)用仍僅限某些高端車型，不過這些，都沒有阻止半導(dǎo)體廠商在該領(lǐng)域的巨大投入。